LCD开关—控制系统设计者的新选择

对于医疗设备、游戏、军事、消费类电子产品、工业和白色商品等市场的设计者来说，设计出一个对用户友好的控制面板，实在让人望而生畏。随着技术不断进步，设计者们在其产品线中融入越来越多的选择。随着这些新产品功能的增加，工程师不得不寻找新的、有创意的操作界面设计。到目前为止，两种最常用的输入器件是专用功能键和触摸屏。不过，目前一种刚刚兴起的技术为工程师们提供了另一种可供考虑的选择—LCD开关。

为了使用方便，设计者应该重视操纵面板及其内部设计。市场上大多数控制面板带有专用功能键，在任何工作场所或是家庭办公中，计算机键盘、电话、传真机和测试仪器都以专门功能键来作为输入器件。每个按钮都印上相应的字母、数字或符号，并被赋予一个特定的功能。但是，专用功能键也有其局限性。随着选项数量的增加，功能键的数目也在增多。复杂的设备将布满各种专用键，此外，随着支持硬件的添加，设备尺寸也在增大。

触摸屏作为另一种选择，已经成为供操作者输入命令的常用方法。用户只需简单的触摸屏幕，就可以在一系列选项的引导下进行操作。集成了触摸屏的控制面板在尺寸上变得更小，而且比专用功能键更具有用户友好性。触摸屏的缺点则是缺乏触觉反馈，会不经意间出现输入错误。用户偶尔也会拿不准是否已经触过触摸屏，或者会无意中触及他们不想碰到的区域，这使得用户不愿意使用触摸屏。

可编程LCD的优势及其开关所具有的功能

今天，人们正在不断接受可编程LCD开关。LCD开关可构成一个功能得当的控制面板而且不用担心因疏忽而造成输入错误，故能让设计变得简单。LCD键帽具备可编程LCD的全部优点，而其基座提供开关功能。

作为功能键，LCD开关可以通过编程方式设定为执行多种特定功能，LCD的显示可以根据应用要求变成文字或图形。与专用功能键不同，LCD开关可以执行无数的功能选项，并显示相应的标志。

举例来说，水电站的中央控制面板需要1600种开关功能。该公司选择了将116个LCD开关集成在一个面板上的方式，面板有5排开关，最顶一排有16个开关，而下面4排各有25个。顶排的16只开关被分配了特定的功能且显示相应的标志，按下其中的一个，就可以让下面的100只开关上的字符或图形发生变化。这100个开关中的任意一个，都能够发送信号以执行键帽上显示的功能。通过这样的安排，操作者仅仅通过2次按键就可以做出1600种功能选择。

该设计不仅减小了控制面板的总尺寸，而且还能减少面板上开关的数目。此外，设计中取消的每个开关都可能有各自的部件号，而部件号的减少也意味着公司库存管理的简化。

LCD在小尺寸应用中同样有效。在一种概念型计算机的设计中，其每个面板上只使用了一个可编程LCD。该LCD开关用来方便而快速的指示CPU的关键特性。操作者一按下开关，LCD键帽就指示CPU的温度、处理速度、硬盘空间和关键性错误。这种紧凑化设计虽然只使用了一个开关，却能执行多项功能。

图1  图形LCD与多彩色LED背光照明的组合

可以为设计者提供多种操作模式

图2  只需4根中央线就可以驱动单个或多个开关设计

图3  NKK Switches公司的软件控制SMARTSWITCH开关可以通过编程设定为不同的文字、字符、静态或动态图像显示

多LED背光照明及编程控制选项

LCD开关可以通过编程方法来设定不同色彩的背光照明。LED背光的色彩选择包括：红、绿、琥珀、蓝、黄、紫、紫罗兰和白色，也可以利用这些色彩的组合来生成美观的前面板显示。背光照明可以通过编程方法设定为亮灭闪烁，在某些应用中，闪烁的开关可以有效的吸引操作者的注意。

LCD整齐地排列成为阵列图样后，将可编程模仿出触摸屏的操作界面。根据应用的不同，可以采取不同的设计，一个2×2开关矩阵可以显示不同的语言(从上到下、从左到右)：英语—西班牙语—法语—德语。按下标有英文的按键之后，所有4只键上的信息都统一更换为：Start-Stop-Forward-Back。现在，按下这些开关中的某一个，将会影响到最终执行结果。如果一开始操作者按下的是标有西班牙文的按键，则开关就将显示：Empesar-Alto-Continuar-Atras，此后，所有文字显示都将是西班牙文。

一个控制面板可以通过再编程方法设定为多种不同的语言。LCD开关的这种多语言编程能力使得设计者可以将一种生产线出售给全球各个国家。如果产品要进行升级，用户可以通过软件进行升级，而无需更换整个控制面板。

下面再举一个实例，飞行模拟器制造商很长时间以来就用LCD开关构建其控制面板，一个6×3的开关阵列可以用来控制飞机驾驶舱模拟环境中的仪表。操作者将逐次使用这些开关，直到找出所期望的测试效果。一旦发现其具体的效用，则简单的按下开关就可以实现其功能而让飞行仪表发生改变。操作者通过单个6×3开关控制面板就可以模拟出100多种不同的条件。

结语

上述的这些设计正在成为工程师们一种可行的选择。单个开关执行若干种功能，就可以改善功能度，减少面板尺寸。随着技术的进步，新产品将继续集成更多的功能选择，而由于可编程LCD按键开关的推出，工程师在考虑新设计时将有更多的界面形式可供选择。